僅僅一克反物質的的製造成本,就高達驚人的62.5萬億美元,為何反物質如此昂貴,它的製造有何難處?反物質又有什麼神奇的性質呢?
基於人類現在的科學技術和工藝水準,我們想要獲得反物質,只能依靠大型的粒子加速器,不僅如此,就算是依靠現在的粒子加速器,我們也只能製造微量的成品,而且其儲備極其艱難。目前人類儲存時間最長的反物質只有僅僅1000秒,這還是利用了低溫真空的電磁陷阱。
反物質看上去人畜無害,可是卻是目前現代物理學規則範圍內爆炸威力最大,能量釋放最徹底的物質了。其質能轉換效率達到了100%,所有的質量都被轉化成了以光子極劇釋放出的能量。
根據愛因斯坦的質能公式E=mc2,這意味著當1克反物質暴露在空氣中或者與其他任何宏觀可見物質發生接觸後,那麼等質量的物質將會瞬間湮滅,釋放出巨大的能量,爆炸威力相當於4.3萬噸當量的TNT。要知道當初轟炸廣島的原子彈「小男孩」起爆炸威力才相當於不到2萬噸當量的TNT。所以說,僅僅1克的反物質湮滅就超過了兩顆早期的原子彈爆炸的威力。
那威力如此巨大的反物質究竟是何方神聖,它的威力為什麼會這麼大呢?
1928年,天才物理學家狄拉克第一個預言了反物質的存在。用科學家的話來說,所謂反物質其實與普通物質沒有本質的區別,其區別是組成反物質的基本粒子與普通物質帶電量大小相同,但是帶電性質相反。
舉個例子,正常的氫原子是由一個帶正電的質子和一個帶負電的核外電子組成,而反氫原子則是由一個帶負電的質子和一個帶正電的核外電子組成。當正氫原子與反氫原子發生接觸之後,就會發生湮滅,從物質狀態急速轉變為能量狀態。
從質能方程我們知道,任何形式的能量釋放其本質上都是質量的虧損,其實就連分子層面的化學反應前後,物質的質量也發生了極其微量的虧損,只不過因為量級小到可以忽略不計,所以就很難被測量。而當反應從分子層面的化學反應,深入到基本粒子層面上的物理反應後,質量虧損就變得清晰可見了。
比如以核裂變為主要能量來源的原子彈其質能轉換率能達到0.1%,而到以核聚變為主要能量來源的氫彈更是能達到0.7%,這也是為什麼等質量氫彈的威力遠遠大於原子彈的原因了,因為質能轉換率越高,能量釋放就越徹底,相應的威力也就越大了。與氫彈原子彈相比,反物質的質能轉化率是100%,自然而然的,反物質炸彈的威力就遠遠大於了普通的核彈,所以才說1克反物質就比兩顆原子彈的威力還要大。
和距離成功永遠還差50年的可控核聚變相比,或許可控反物質湮滅才是人類未來最理想的的終極能源。NASA針對反物質進行過一次計算,如果有17克以上的反物質發生湮滅,那麼其釋放的能量就能讓我們人類的探索飛船從地球一路飛到4.24光年以外的比鄰星去。而且還能有速度保證,假如現在能發射這樣的飛船,那麼它馬上就能追上已經進入到星際空間的旅行者一號。
但是可惜的是,依靠現在的技術想要獲得反物質實在是太難了,使用粒子對撞機的製造效率又實在是太低,就算是一刻不停的製造反物質,以目前歐洲核子中心的產能,足足需要1000億年才能製造出1克反物質。所以其實現在地球上反物質的存量非常少,少到就算發生洩漏也無法造成危害,因為這些反物質發生湮滅釋放的能量還不夠燒一壺開水的。
有人認為反物質製造技術還是不要發展的好,不然變成威力更大的反物質炸彈就壞了,但是看看現在,我們不得不承認,是最恐怖的核武器給世界帶來了最美好的的和平,因為在在以往,世界從未和平過如此之久。
其實我們現在完全不用擔心這些,因為距離那一天真的非常遙遠,畢竟可控核聚變都還遙遙無期呢。而且從另一個角度來講,我們完全不用擔心技術的發展,因為技術本身不會產生傷害,每一次技術的爆炸給人類帶來的進步是巨大的,擁抱技術的革新就是真正的擁抱未來。